-8-專業前沿專題講座課報告專業前沿專題講座課報告姓名：陳相任院系：航天學院21系學號：1152120128班號：1521201主講老師：胡永才一、課堂知識小結及感悟通過在夏季學期為期兩周的專業前沿專題講座課的學習，在老師的仔細講解下，加上自己課后查閱資料加深課堂知識的理解，我收獲許多全新的理論知識，接觸了更多的與微電子領域相關的前沿方面的信息和理論，深感獲益匪淺?？鬃釉唬骸皩W而不思則罔，思而不學則殆”。為了更好地吃透講座課里老師所講到的知識點，我覺得應該做一個自我總結，將所理解的知識整理一個框架，形成一個體系。老師在兩周的時間內大致講了以下內容：為什么模擬信號處理很重要、模擬設計方面的一些挑戰瓶頸、模擬信號和數字信號處理方面的進步以及二者的重要區別、雙極型晶體管和互補金屬氧化物半導體管的特點和區別、模擬設計方面的問題和解決方案、器件的穩定性、優化性以及折衷性方面的討論、CMOS電路中的折衷思想、IC設計方面的技術演變、主要的設計標準以及模擬電路設計方面的挑戰、模擬電路的非線性、亞米級CMOS晶體管的性能演變、CMOS管的內部結構原理、COMOS管工藝、集成電阻、阻抗匹配問題、將MOS管作為阻抗、電阻方面的總結、集成電容、MOS管電容、集成電感、螺旋電感、電感模型、設計指導、MOS晶體管的模型以及其輸入特性和轉移特性曲線、大信號模型、關于電流Id的討論、小信號模型、跨導和輸出阻抗的討論、MOS工藝管的品質因數、模擬設計時晶體管的尺寸測定、晶體管里的參數參考、晶體管中的各種噪聲類型、輸入噪聲等效、偏壓電路和鏡像電流、CS、CG、CD電路模型及區別、級聯運算放大器結構、集成運放中的概念、反饋網絡、理想集成運放的設置、電壓運算放大器以及實際的電壓運放模型、電子噪音及典型例子、電阻的熱噪聲、電阻噪聲模型、噪聲帶寬、共源放大器的仿真、關于運放的兩個階段的設計等。可以看出雖然只有為期兩周8個課時的上課時間，但我們學到的知識是豐富的，老師所講的內容知識點也比較前沿，但它與我們未來的集成電路設計息息相關，是我們微電子專業的學生必須了解和掌握的專業知識。所以我們應該不懼困難，克服學習上的任何障礙，上課老師所講的知識有不懂的地方要及時與老師交流或者自己查閱資料將問題進行解決，掃清自己的盲點，培養自我的學習能力和學習習慣，這樣才能將知識吃透，才能舉一反三，靈活運用知識，才能在將來的微電子領域上有所建樹，有所成就。老師講課的方式是循循善誘的，由于我們剛上完大二只學了半導體物理、信號與系統、模擬電子技術基礎的課程，在數字電子技術、微電子工藝以及集成電路設計方面的知道的很少，而老師上課所講的內容與我們所學的知識銜接的不是很理想，知識點都比較前沿，所以同學們在學習上遇到了許多困難。但是憑借著同學們對知識的渴望以及濃厚興趣，發揚哈工大規格嚴格，功夫到家的校訓精神，以及在老師的循循善誘的耐心指導下，終歸還是有所收獲的。老師所講的知識理論與課本上的不同，他講的知識更偏向實際工程的應用還及得第一堂課老師所提的問題是，為什么集成電路設計及制造需要且必須使用CMOS管而不能用其他類型的晶體管呢，同學們想到的答案有成本低，可集成度高，效率高，但這都不是最主要的，最主要的應該是CMOS管的功耗極低，甚至趨于零。那為什么CMOS管的晶體管功耗能達到很低呢，關鍵在于CMOS晶體的內部結構，于是老師就接著跟我們講了晶體管的各種結構及工作原理。在胡老師將提的問題與課堂知識結合起來，引導同學們多思考，激發同學們的求知欲，在這樣循循善誘的講課方式下，我的確收獲了很多以前不知道的知識，而且這些知識對以后的學習起著引導作用，甚至對以后的工作都很有幫助。例如關于模擬信號的處理系統，以及微處理器的溝道工藝、關于噪聲方面的處理，關于運算放大器的集成電路設計等等?？傊?，通過該講座課的學習我更加深刻地認識和學習到了關于微電子集成電路設計方面的研究理論，雖然我現在所了解的知識也只是冰山一角，但相信通過以后的深入學習，終究會在微電子領域方面有所發展和成就。二、講座的心得與體會該專業講座課圍繞微電子專業里的器件工藝和集成電路設計方面的知識進行了詳細、全面而深入的介紹，通過該講座課的學習我有許多感悟和體會，深感獲益匪淺。在老師的悉心指導下，通過自己查閱與微電子相關的一些資料，對微電子領域的過去、現在和未來有了一定的認識和了解。1、微電子技術的發展史微電護技術是9]世紀未、20世紀初開始發展起來的一門新興技術,它是隨著集成電路,尤其是超大規模集成電路而發展起來的一門新的技術它包括系統電路設計、器件物理、工藝技術、材料制備、白動測試以及封裝、組裝等一系列專門的技術,是微電子學中的各項工藝技術的總和。可以說,微電子技術是在電子電路和系統的超小型化和微型化過程中逐步形成和發展起來的,其核心是集成電路,即通過一定的加工工藝,將晶體管、二極管等有源器件和電阻、電容等無源器件,按照一定的電路互聯,采用微細加工工藝,集成在一塊半導體單晶片(如硅和砷化稼)上,并封裝在一個外殼內,執行特定電路或系統功能與傳統電子技術相比.其仁要特征是器件和電路的微小型化它把電路系統設計和制造工藝精密結合起來,適合進行大規模的批量生產,因而成本低,可靠性高。2、微電子的巨大作用從產生之日起,以半導體和集成電路為基礎的微電子技術就在國民生產中發揮了重大作用。微電子技術為現代信息技術奠定了基礎,它已滲入電力、電信、計算機、生產自動化等現代高科技的各個領域。每一次微電子技術的進步,都大大推動了工業、農業、國防等各個領域技術的進步?，F在,以微電子技術為基礎的計算機技術、通信技術等在現代社會發揮了重大作用,它們已成為現代信息社會的標志。計算機技術是現代信息技術的核心,每天都有大量的數據依賴計算機采集、整理和分析,微電子技術使得計算機的性能大大提高,導彈、火箭、衛星、雷達、航天飛機等的飛速發展無不得益于微電子技術的進步。同時,計算機的大批量生產也成為可能,從而使計算機不再只是放在科研院所作科學計算,而是以飛快的速度得到普及,廣泛應用于輔助設計、生產管理、學習娛樂等方面,在日常生活中發揮了重大作用。導彈、火箭、衛星、雷達、航天飛機的迅速發展無不得益于微電子技術的發展?，F代通信技術則為快速、大量的信息交流提供了基礎?，F在,人們已在地球上建起了由程控交換機、通信衛星、光纖網絡、各類終端等現代通信工具構成的覆蓋全球的通信網絡,當今,你無論在那個地方都能通過有線或無線網絡了解到地球上正在發生的事情。可以說微電子技術已和我們的生活密不可分,我們身邊的一切都有微電子技術的影子。甚至我們的生活方式都受到其深遠的影響,看電視、打電話、使用電飯煲、電冰箱等等都用上了微電子技術。3、微電子技術危機微電子產業經過了這四十余年的發展,其技術已快接近理論的極限。幾十年來,集成電路內晶體管的尺寸和線寬不斷縮小,其基本方法在于改進光刻技術,使用更短波長的曝光光源。在0.25μm的時代,光源主要是紫外光,目前使用了深紫外線光刻技術(DUV),芯片線寬下降到0.18～0.13μm,其理論上將能使集成電路的線寬達到0.1μm。而英特爾、摩托羅拉等公司從九十年代起就開始研發超紫外線光刻技術(EUV),它能使集成電路的線寬突破0.1μm的大關。然而,這種縮小趨勢不可能長久持續,物理和技術上的限制會阻礙這種持續,晶體管的尺寸小到一定程度,就不得不考慮電子的量子效應。那時,現有技術就將達到極限。不僅如此,隨著集成電路集成度的提高,芯片的生產成本也越來越高,一個0.18μm生產工藝制造廠的生產、建設成本就高達40億美元!在制造晶體管的材料上,現有技術也遇到了問題。幾十年來,二氧化硅一直被用作晶體管的柵介質和電容介質。隨著半導體集成電路加工工藝的不斷升級,晶體管的尺寸越來越小,二氧化硅層的厚度也在不斷減小。如0.65μm工藝線中,二氧化硅層的厚度要求小于2nm,但這么薄的二氧化硅層很容易被電流擊穿。因此,科學家們需要新的材料來替代二氧化硅,這已成為整個微電子工業最迫切需要解決的問題之一。4、我國微電子的人才需求從上面的資料可以看出我們微電子專業的發展是十分重要的，但是現階段我國的集成電路設計人才嚴重短缺。中芯國際的3000多名員工中,占總人數1/3的中高級技術人員幾乎全是海外或境外人士。目前中國每年從IC設計和微電子專業畢業的高學歷碩士生只有幾百人,中國目前只有十余所大學能培養IC設計專業的學生。有關部門估計,到2008年,IC產業對IC設計師的需求量將達到25萬～30萬人,因此中國的IC設計專業人才嚴